EP1979202A2 - Verfahren und kontrollsystem für schliessklappen - Google Patents

Verfahren und kontrollsystem für schliessklappen

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EP1979202A2
EP1979202A2 EP07711130A EP07711130A EP1979202A2 EP 1979202 A2 EP1979202 A2 EP 1979202A2 EP 07711130 A EP07711130 A EP 07711130A EP 07711130 A EP07711130 A EP 07711130A EP 1979202 A2 EP1979202 A2 EP 1979202A2
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EP
European Patent Office
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detection
electrode structure
field
detection electrode
dynamics
Prior art date
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EP07711130A
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English (en)
French (fr)
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EP1979202B1 (de
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Wolfgang Richter
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Microchip Technology Germany GmbH
Original Assignee
Ident Technology AG
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Publication date
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Publication of EP1979202A2 publication Critical patent/EP1979202A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1979202B1 publication Critical patent/EP1979202B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/015—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting the presence or position of passengers, passenger seats or child seats, and the related safety parameters therefor, e.g. speed or timing of airbag inflation in relation to occupant position or seat belt use
    • B60R21/01512—Passenger detection systems
    • B60R21/0153—Passenger detection systems using field detection presence sensors
    • B60R21/01532—Passenger detection systems using field detection presence sensors using electric or capacitive field sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/548—Trunk lids

Definitions

  • the invention is directed to a method and a control system for automatically operated, in particular power-operated closing flaps, for example trunk lid of motor vehicles. Furthermore, the invention is also directed to a method and a detection system for presence detection per se.
  • the invention has for its object to provide solutions by which a reliable security system can be realized. This object is achieved according to the invention by a detection system with:
  • a modulation device for generating an alternating voltage as such between a first output and a second output of the modulation device
  • a field preparation structure which is coupled to one of the outputs for generating a spatially extended excitation field following the field preparation structure
  • a detection device having a detection electrode structure for detecting a field-electric effect in a detection region extending along the detection electrode structure
  • the field preparation structure and the detection electrode structure are arranged in proximity to one another and the detection electrode structure and the field preparation structure are shielded from one another such that a voltage event which can be classified as presence-indicative is coupled into the detection electrode structure by way of a bridging effect between the excitation field and the detection area by an object to be detected.
  • the field preparation electrode structure and the detection electrode structure are arranged in the closing gap region of a trunk lid. It is possible to integrate the field preparation electrode structure and the detection electrode structure in a lid sealing device.
  • the field preparation electrode structure and the detection electrode structure may be made of a conductive plastic material. This plastic material may form part of the sealing device. It is possible the Seal device to produce as extrusion profile with integrated electrode zones.
  • a particularly favorable formability of the respective field spaces is achieved by assigning the detection electrode structure and / or the field preparation electrode structure a plurality of shielding electrodes and by adjusting the spacing of the voltages on the respective shielding electrodes the shape, and / or the orientation of the excitation or detection region is varied.
  • a boot lid device for a motor vehicle is provided with a space within a trunk lid track movable boot lid, a movement mechanism for guiding the boot lid in that trunk lid track space and a detection system of the aforementioned type, which detected in the case of part of the detection system and as hazardous classified to the presence state of an object of the movement mechanism in an operating state is spent in which a risk of injury due to the movement of the boot lid is avoided or lowered.
  • the invention is also directed to a method for detecting the convergence of vital objects on moving components in which continuously or at sufficiently small time intervals an approximated state characterized by an approximation of the vital object to the motion component is detected on the basis of field-electrical interaction effects, whereby on the basis of sequentially detected approximate states the dynamics of the approximate state change is determined and is classified on the basis of a correlation of the dynamics of the proximity state change with a stamped by the movement of the moving component reference dynamics of the approximate state.
  • the classification can be carried out with the aim of determining whether and, if so, in what form a hazardous state exists.
  • the classification may indicate whether an object approximation, or an object distance, is taking place. Based on the dynamics of the object approximation, a safety operation can be tuned. Thus, it is possible, upon a recognized approximation, to determine the operating speed of a setting operation, e.g. to lower the closing speed of a hood and to activate a motor current limit.
  • the dynamics of the setting process can be determined by a variety of effects corresponding to the setting process. It is also possible to use measuring systems, e.g. Pulse, rotary encoder, or linearar measuring systems to provide, over which the proper motion of the moving component can be detected. Significantly, a change in a sensor signal is detected with a dynamic, which is not caused solely by the momentum of the moving component.
  • measuring systems e.g. Pulse, rotary encoder, or linearar measuring systems to provide, over which the proper motion of the moving component can be detected.
  • a change in a sensor signal is detected with a dynamic, which is not caused solely by the momentum of the moving component.
  • a tailgate protection system it is possible in particular to realize a plurality of detection zones and to classify asymmetries between the results of the individual detection zones with regard to dynamics or intensity as shutdown-relevant events and, based thereon, to generate corresponding output signals.
  • the asymmetries can be detected by symmetrically changing sensor systems being coupled in such a way as to result in cancellation during normal operation, and by a corresponding signal output only in the case of asymmetrical detection events.
  • non-linear relationships of the change of the sensor signals and the movement of the moving components are compensated via the reference dynamics.
  • the invention is also directed to a system for detecting the
  • Positioning range are movable, comprising: an electrode device, an LC network which is coupled to the electrode device, a reference system is indicative of dependencies between the capacity of the electrode device and different system operating states, an adjusting device for influencing the LC network in accordance with
  • Reference system such that the application of the electrode device is adequately matched to the current system setting condition, and an evaluation circuit for evaluating the operation of the LC network, and based thereon generation of an evaluation result.
  • the evaluation circuit can be equipped with a mixer, via which the voltage applied to the LC network frequency is mixed with the frequency of a local oscillator.
  • the mixing frequency can be varied according to the dynamics of the moving components.
  • the evaluation circuit can be configured such that it does not extract the signals that are caused by the system operating state as such after admixing the mixing frequency.
  • a capacitive sensitive oscillator directly (eg direct connection to the metallic object) or indirectly (application of a conductive object) to the movable object.
  • the oscillator is preferably designed so that it over a wide range of the object or to a variety of objects is adaptable, so that a high dynamic range is achieved and adjustment-related changes of the object can be compensated.
  • the circuit system it is possible to construct and configure the circuit system such that it is possible to switch between two detection methods (PLL and frequency analysis methods).
  • PLL and frequency analysis methods This makes possible a quick compensation of the movement of the object and the permanent detectability of extraordinary events (for example, the approach of a human being).
  • a redundant sensor system based on a capacitive / resistive principle ensures safe control of the closing and opening operations of tailgates and bootlids, trunk lids, automatically opening doors, etc. Both the closing edges and other danger areas of a trunk and the moving vehicle parts (lids) subjected to alternating electric fields. Their frequency or level change is analyzed in connection with an opening or closing process, obstacles to the processes can be identified and cause the movement to stop or reverse.
  • the closing process can be initiated by a definable gesture, so that closing switch can be omitted, which has a cost-effective effect on the construction.
  • the invention simultaneously uses methods of frequency change and level measurement. The latter should also serve to prevent an automatically opening tailgate abuts against another vehicle or against a garage ceiling. In the alternative, ultrasound, infrared or other phase measuring methods etc. may be used for this purpose.
  • Figures 1a, 1b show a first embodiment of a detection electrode according to the invention as a sectional image
  • Figures 2a, 2b show a further arrangement, wherein the sensor element SD is arranged annularly along the tailgate closing edges of a motor vehicle;
  • FIG. 3 is a schematic illustration to illustrate further details of the invention.
  • FIG. 4 is also a schematic illustration to illustrate further details of the invention.
  • Figure 5 is a schematic diagram illustrating a circuit structure including a multiplexer
  • FIG. 6 shows a schematic representation for illustrating a signal level profile
  • FIG. 7 shows a further schematic representation for illustrating a circuit construction according to the invention.
  • FIG. 8 shows a schematic illustration for illustrating a further circuit structure
  • Figure 9 is a sketch illustrating the placement of a circuit according to the invention in an ASIC.
  • Figures 1a and 1b illustrate a first exemplary embodiment of the invention.
  • the closing edge seal SD of a boot lid is here designed so that there are different zones of different conductivity over its entire length.
  • Non-conductive material always encloses conductive zones.
  • a certain electrical resistance of the conductive material RM is advantageous.
  • different conductive and non-conductive rubber compounds and / or plastics can be used, which are permanently connected to each other. If a sealing function is undesirable, this can also be omitted.
  • the outermost conductive zone is located in the center of SD and forms the actual proximity sensor NS. Surrounded by a dielectric, non-conductive material separated (dielectric) zones, which are to work as directional Shielde, Sl and SA. These are, as shown in Fig. 1, trough-shaped arranged around the actual sensor element NS. Outwardly there is a so-called Signalpegelabstrahlelement PG, which allows to radiate alternating electric fields away from the vehicle in the room or against earth (EG).
  • EG earth
  • 1b shows the characteristic of the alternating fields, where it is possible to deflect the sensitive proximity region (detection region) in the direction of the lid closing edge at E1 by varying the shield level (P1) via P1.
  • E2 is radiated at an elevated level to the outside (away from the vehicle) using SA.
  • Fig. 2a shows a further arrangement, wherein the sensor element SD is arranged annularly along the closing edges of a motor vehicle (rear area).
  • a first simple oscillator OszSens (see Fig.7) generates a frequency of, for example, 200 kHz. It is added to the sensor device at several points in such a way that the inner sensor element NS can respond to capacitive changes (E1) while the outer radiating element PG can output the frequency signal with an increased level (E2). Since the sensor element is made of conductive rubber or polymer, it has some resistance. This is useful and beneficial to those from the generator to filter resulting harmonics and to ensure EMC-compliant operation.
  • the resistive material allows other advantages of the invention, such as the determination of the position of invading limbs, etc.
  • NS which causes the frequency of the first oscillator drop accordingly.
  • An approximation to NS can be determined, for example, from 20 cm distance.
  • the trunk lid (FIG. 2 a) there are sensor points MP 1, MP 2 and Ref, which are supplied to a level measuring device. This is able to measure the signal level of the radiated frequency and forward it to an evaluation unit. In addition, these measurement points are capable of detecting additional levels, e.g. be introduced by the approaching persons with their limbs, and to distinguish from the actual movement process, since the level is increased excessively and detectably when approaching limbs. For this it is necessary that an approaching person is charged with the signal level. This is one of the tasks of the radiation element PG, which emits an alternating electric field outwards in the direction of the person concerned with the aid of the shield electrode SA (FIG. 2b).
  • a level measurement point As a reference point (Ref) in the boot lid to ensure that any signal level is detected at all and that the sensor is working properly.
  • the position of the tailgate can be determined, which must correspond to a certain level value at any time.
  • the measuring points are arranged such that a uniform level change takes place at all points when the tailgate is properly closed or opened.
  • a conductive object for example a human being, absorbs the frequency level E2 radiated by the closing edge seal and forwards it (inter alia) to the closest measuring point, which leads to an increased level at this point (cf. 2 B). This is detected and the tailgate is stopped or the closing or opening operation can be reversed. Since a risk of entrapment is given in particular, when the boot lid of the Closing edge (and thus the sensor seal according to the invention) approaches, here acts the redundant operation of the invention, since the introduction of limbs via NS a frequency change and the measurement points in the boot lid a PegelVQuotienten selectedung is measurable. Adjusting process-related
  • Capacity changes can be compensated by the level-related level changes.
  • a vehicle equipped according to the invention is located in the vicinity of another vehicle, it can be determined during the opening process whether the level E2 is picked up approximately by the latter and transmitted to the tailgate (FIG. 4). This prevents the tailgate from possibly striking against the vehicle. It can also be used if the tailgate opens wide and there is a risk of it striking the garage wall or ceiling. For this purpose, a conductive strip (aluminum foil, etc.) must be attached to the danger point so that a so-called level bridge is created. If the flap opens, radiated energy is emitted from a point to the wall or garage ceiling. If the tailgate now approaches the foil strip, the level is amplified at both points.
  • a generator PG2 with a signal E3 and thus become the emission point itself
  • the other sensor point MP1 is used as the opposite one for the level measurement.
  • the level will not change.
  • a capacitive bridge is closed. The level increases at the measuring point, which leads to shutdown (or reversion of the tailgate).
  • Fig. 5 shows a corresponding block diagram of the electronics. Behavior with non-conductive objects in the closing area
  • the built-in flap reference point Ref is of particular importance. It allows at any time of motion to detect a change in level. If no change is detectable, this is a proof that no more movement takes place and the tailgate or the boot lid was held by a non-conductive object in any way (pinching situation).
  • the attached to the trunk lid several sensor points can also be used alternately as a reference and thus form a quotient that provides a single, weather-independent value for each position of the opening or closing flap. If no change can be detected between two successive level measurements, then the flap has been stopped by mechanical action.
  • the roof can be stopped or reversed. It is possible in advance to warn the person by an acoustic signal. This is useful, for example, when the person is transporting objects into the vehicle which obscure their view and there is the danger that they may strike their head against the tailgate, which could be prevented by a warning sound.
  • This sound may also inform a driver that, for example, a child is (eg unnoticed by the driver) in front of the opening tailgate.
  • a driver eg unnoticed by the driver
  • Fig. 7 shows a circuit consisting essentially of an oscillator OszSens, which was formed from an inverter (Schmitt trigger) (RC Oszi Ilator).
  • the capacitor CS forms the fundamental frequency with the aid of the resistor RS.
  • this circuit Via an electronic switch S1, this circuit is connected to the sensor element NS of the closing edge seal (E1).
  • adjustable shield buffers (Sl, SA) are connected to the two shielden. The setting is done for example via a digital potentiometer (P1).
  • the output of the oscillator OszSens is connected via the switch S2 to a mixer (X) and to a level-increasing device, for example a series resonant circuit SR whose output (E2) is connected to the external radiator PG of the sensor element.
  • a reference oscillator OszRef forms another part of the sensor device. Its output is also connected to the mixer X (eg XOR). At the output there is a low pass TP, which can only output the amount of the mixing frequency of both oscillators.
  • the mixing frequency is zero.
  • the frequency of OszSens is reduced by the additional capacity, with the result that the mixing frequency according to TP increases in accordance with the change value.
  • the signal of the low-pass filter can be fed to an evaluation unit (eg microcontroller). It is also able to generate its own reference frequencies via D / A converters or digital signals as well as internal oscillators (eg PWM) or to adjust the frequencies of the other oscillators (VCO principle). This is useful for performing an automatic adjustment (zero adjustment).
  • the resistors RS of the OszSens oscillator and the mixed reference oscillator OszRef (RR) must be electrically adjustable.
  • digital potentiometers or semiconductor materials are suitable whose resistance can be changed, for example, by voltage / current, light or magnetism.
  • sensor points which are multiplexed by a sequencer, multiplexer or microcontroller (M) 1 can pick up a signal and pass it on to an amplifier V (see FIG. 2 a). Fig. 5). There they are amplified and the level is rectified, its value measured and fed via an ADC the evaluation device (eg microcontroller).
  • a suitable program can determine there, whether the level change corresponds to a closing or opening process. This is the case if it has the same values at least at the two outer points (MP1, MP2); the quotient is then 1.
  • a difference can be detected (quotient ⁇ > 1). It can then stop the lid drive motor or reversed. It therefore makes sense to use the same controller also for the control of the necessary for the flaps / cover movement motor (electric motor, compressor, etc.). Furthermore, it is possible to apply to the input of the controller at least one button that allows opening and closing.
  • a (eg serial) data feed allows data radio receiver (eg Bluetooth, WLAN etc.) or other remote control receiver to turn on, for example, a tailgate remotely controlled remotely (eg with the phone, remote key, etc.) to be able to close.
  • the applied signal levels can also be measured absolutely and compared with a stored characteristic curve.
  • the invention may also be used as a supplement to or replace conventional tactile or other anti-jamming devices.
  • the danger site e.g. at least one multi-layered adhesive strip (for example polymer) and / or multi-layer partially resistive paint application are applied whose layers, appropriately arranged, form the sensor element SD according to the invention (FIG.
  • carbon fibers carbon fibers
  • the conductive and non-conductive layers may be arranged as in FIG. 1 or the like.
  • a thin metal foil e.g., copper
  • a thin metal foil e.g., copper
  • the detection direction of NS can be correspondingly advantageously changed by controlling the Shielde (Sl and SA) of the changing during a closing operation hazard situation.
  • Heating or ventilation shafts routed to ceilings, for example in underground garages, can be subjected to a level (similar to E3) by an external generator to prevent tailgates from striking there, thereby causing damage.
  • a film loaded with signal level can protect dogs (eg.) Dogs from injuries in the trunk (o. Loading area) if flaps close and the animal wants to escape, for example.
  • the used resitive material RWI along its expression corresponds to an ever higher resistance, this can e.g. acting as a voltage divider advantageously deliver more signal levels at determinable locations than at others. This applies in particular to the radiating element E2.
  • the detected voltage drop can also give hints on the tailgate position during closing or opening operations and can be used for the redundant operation of the invention.
  • the sensor electronics for SD and level measurement may be housed in an integrated package (e.g., ASIC) ( Figure 9) or as polymer electronics directly e.g. be imprinted on a sensor film according to the invention.
  • ASIC integrated circuit

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und ein Kontrollsystem für automatisch betätigte, insbesondere kraftbetriebene Schließklappen, beispielsweise Kofferraumdeckel von Kraftfahrzeugen. Weiterhin richtet sich die Erfindung auch auf ein Verfahren und ein Detektionssystem zur Präsenzerfassung an sich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben durch welche eine zuverlässiges Sicherungssystem realisiert werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Detektionssystem mit einer Modulationseinrichtung zur Generierung einer Wechselspannung die als solche zwischen einem ersten Ausgang und einem zweiten Ausgang der Modulationseinrichtung anliegt, einer Feldbereitungsstruktur die mit einem der Ausgänge gekoppelt ist, zur Generierung eines räumlich ausgedehnten Anregungsfeldes, und einer Erfassungseinrichtung mit einer Erfassungselektrodenstruktur zur Erfassung eines feldelektrischen Effekts in einem sich entlang der Elektrodenstruktur erstreckenden Detektionsbereich, wobei die Feldbereitungsstruktur und die Erfassungselektrodenstruktur in Nachbarschaft zueinander angeordnet sind und die Erfassungselektrodenstruktur und die Feldbereitungsstruktur voneinander derart abgeschirmt sind dass im Wege einer Überbrückungswirkung zwischen dem Anregungsfeld und dem Detektionsbereich durch ein zu detektierendes Objekt, in die Erfassungselektrodenstruktur ein als präsenzindikativ klassifizierbares Spannungsereignis eingekoppelt wird.

Description

Verfahren und Kontrollsystem für Schließklappen
© 2006 Wolfgang Richter
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und ein Kontrollsystem für automatisch betätigte, insbesondere kraftbetriebene Schließklappen, beispielsweise Kofferraumdeckel von Kraftfahrzeugen. Weiterhin richtet sich die Erfindung auch auf ein Verfahren und ein Detektionssystem zur Präsenzerfassung an sich.
Der Wettbewerb im KfZ-Bereich zwingt die Hersteller dazu, ihren Kunden mehr Komfort anzubieten. Dazu gehört unter anderem, dass sich Heck- und Kofferraumdeckel von Kraftfahrzeugen per Knopfdruck automatisch öffnen und schließen lassen, wobei diese Vorgänge typischerweise kraftbetrieben (elektrisch, pneumatisch, hydraulisch, oder ein Federsystem) unterstützt werden.
Da die Kräfte beim Öffnen oder Schließen von Heckdeckeln und Kofferraumklappen nicht unbeachtlich sind, müssen Personen vor dem Einklemmen und Gegenstände vor Beschädigung geschützt werden. Sensoren sollen helfen, einen sicheren von einem unsicheren Zustand klar zu differenzieren und entsprechende Maßnahmen, wie z.B. stoppen oder reversieren eines bewegten Fahrzeugteils einzuleiten. Dies wurde bisher z.B. durch taktile Dichtungsleisten erreicht, bei deren Betätigung ein elektrischer Kontakt geschlossen wird. Aufgrund der Masseträgheit der schließenden oder öffnenden Klappen kann durch solche Konzept nur bedingt ein Sicherheitsgewinn erreicht werden, da diese erst beim Einklemmen einer Person oder eines Gegenstandes wirken. Deshalb ist der Wunsch nach Systemen aufgetreten Die m Vorfeld eine Verletzung von Personen auszuschließen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben durch welche ein zuverlässiges Sicherungssystem realisiert werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Detektionssystem mit:
- einer Modulationseinrichtung zur Generierung einer Wechselspannung die als solche zwischen einem ersten Ausgang und einem zweiten Ausgang der Modulationseinrichtung anliegt,
- einer Feldbereitungsstruktur die mit einem der Ausgänge gekoppelt ist, zur Generierung eines räumlich ausgedehnten und der Feldbereitungsstruktur folgenden Anregungsfeldes, und
- einer Erfassungseinrichtung mit einer Erfassungselektrodenstruktur zur Erfassung eines feldelektrischen Effekts in einem sich entlang der Erfassungselektrodenstruktur erstreckenden Detektionsbereich,
- wobei die Feldbereitungsstruktur und die Erfassungselektrodenstruktur in Nachbarschaft zueinander angeordnet sind und die Erfassungselektrodenstruktur und die Feldbereitungsstruktur voneinander derart abgeschirmt sind dass im Wege einer Überbrückungswirkung zwischen dem Anregungsfeld und dem Detektionsbereich durch ein zu detektierendes Objekt, in die Erfassungselektrodenstruktur ein als präsenzindikativ klassifizierbares Spannungsereignis eingekoppelt wird.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, die Annäherung menschlicher Gliedmaßen an einen gefährdungsrelevanten Bewegungsbahnbereich eines Objektes, insbesondere Kofferraumdeckel zu erfassen und Einfluss auf die Bewegung des Objektes zu nehmen um eine Kollision der Gliedmaßen mit dem Objekt zu vermeiden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Feldbereitungselektrodenstruktur und die Erfassungselektrodenstruktur im Schließspaltbereich eines Kofferraumdeckels angeordnet sind. Es ist dabei möglich, Die Feldbereitungselektrodenstruktur und die Erfassungselektrodenstruktur in eine Deckel-Dichtungseinrichtung zu integrieren.
Die Feldbereitungselektrodenstruktur und die Erfassungselektrodenstruktur können aus einem leitfähigen Kunststoffmaterial gefertigt sein. Dieses Kunststoffmaterial kann Bestandteil der Dichtungseinrichtung bilden. Es ist möglich, die Dichtungseinrichtung als Extrusionsprofil mit integrierten Elektrodenzonen zu fertigen.
Es ist möglich die Modulationseinrichtung derart an die Abschirmungsstruktur anzukoppeln, dass an diese eine hinsichtlich Phasenlage und Spannungsabstand gegenüber der Erfassungselektrodenstruktur und/oder der Feldbereitungsstruktur modulierte Spannung anlegbar ist. Dadurch wird es möglich, die räumliche Gestalt des Detektionsbereiches und/oder des Anregungsfeldes über den Abstand der an diesen Elektrodensystemen anliegenden Spannungen zugestaltet, insbesondere hinsichtlich ihrer Ausrichtung zu variieen wird.
Eine besonders günstige Formbarkeit der jeweiligen Feldräume wird erreicht, indem die Erfassungselektrodenstruktur und/oder der Feldbereitungselektrodenstruktur mehrere Abschirmelektroden zugeordnet sind und dass durch Abstimmung des Abstandes der Spannungen an den jeweiligen Abschirmelektroden die Gestalt, und/oder die Ausrichtung des Anregungs- oder Detektionsbereiches variiert wird.
Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Konzeptes wird insbesondere eine Kofferraumdeckeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug geschaffen, mit einem innerhalb eines Kofferraumdeckelbahn raumes verlagerbaren Kofferraumdeckel, einem Bewegungsmechanismus zur Führung des Kofferraumdeckels in jenem Kofferraumdeckelbahnraum und einem Detetektionssystem der vorgenannten Art, wobei im Falle eines seitens des Detektionssystems erfassten und als gefährdungsrelevant zu klassifizierten Präsenzzustands eines Objektes der Bewegungsmechanismus in einen Betriebszustand verbracht wird in welchem ein Verletzungsrisiko infolge der Bewegung des Kofferraumdeckels vermieden, oder abgesenkt ist.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auch auf ein Verfahren zur Detektion der Annäherung vitaler Objekte an Bewegtkomponenten bei welchen kontinuierlich, oder in hinreichend kleinen Zeitabständen ein durch eine Annäherung des vitalen Objektes an die Bewegtkomponente geprägter Näherungszustand auf Grundlage feldelektrischer Wechselwirkungseffekte erfasst wird, wobei anhand abfolgend erfasster Näherungszustände die Dynamik der Näherungszustandsänderung ermittelt wird und anhand einer Korrelation der der Dynamik der Näherungszustandsänderung mit einer durch die Bewegung der Bewegtkomponente geprägten Referenzdynamik der Näherungszustand klassifiziert wird.
Die Klassifikation kann mit dem Ziel erfolgen, festzustellen, ob- und ggf. in welcher Form ein Gefährdungszustand vorliegt. Die Klassifikation kann angeben, ob eine Objektnäherung, oder eine Objektentfernung stattfindet. Anhand der Dynamik der Objektnäherung kann ein Sicherheitsbetriebsablauf abgestimmt werden. So ist es möglich, bei einer erkannten Annäherung die Betriebsgeschwindigkeit eines Stellvorgangs, z.B. die Schließgeschwindigkeit eines Verdecks abzusenken und eine Motorstrombegrenzung zu aktivieren.
Die Dynamik des Stellvorgangs kann durch verschiedenste, mit dem Stellvorgang korrespondierende Effekte ermittelt werden. Es ist auch möglich, Messsysteme, z.B. Impulsgeber, Drehgeber, oder linerar-Messsysteme, vorzusehen, über welche die Eigenbewegung der Bewegtkomponente erfasst werden kann. Als signifikant wird eine Änderung eines Sensorsignales erfasst die mit einer Dynamik erfolgt, die nicht ausschließlich durch die Eigendynamik der Bewegtkomponente verursacht ist.
Es ist möglich, die erfindungsgemäße Signalauswertung als Teil eines weitere Detektionskriterien berücksichtigenden Detektionskonzeptes in ein entsprechendes System zu implementieren. Neben dem vorgenannten Dynamikkriterium können dabei insbesondere auch die hinsichtlich des Näherungszustands an sich gewonnenen Messsignale ausgewertet werden.
Bei einem Hecklappenschutzsystem ist es insbesondere möglich, mehrere Detektionszonen zu realisieren und Asymmetrien zwischen den Ergebnissen der einzelnen Detektionszonen hinsichtlich Dynamik, oder Intensität als abschaltrelevante Ereignisse zu klassifizieren und hierauf basierend entsprechende Ausgangssignale zu generieren. Die Detektion der Asymmetrien kann erfolgen, indem im Rahmen des Bewegungsablaufs sich symmetrisch ändernde Sensorsysteme derart gekoppelt sind, dass sich im Regelbetrieb eine Auslöschung ergibt, und nur bei asymmetrischen Detektionsereignissen eine entsprechende Signalausgabe erfolgt. Vorzugsweise werden über die Referenzdynamik nicht-lineare Zusammenhänge der Änderung der Sensorsignale und der Bewegung der Bewegtkomponenten kompensiert.
Es ist möglich, über die Referenzdynamik zulässige der Änderung der Sensorsignale durch Wechselwirkung mit stationären Nachbarschaftssystemen zu kompensieren.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auch auf ein System zur Erfassung der
Annäherung vitaler Objekte an Bewegtkomponenten die als solche in einem
Stellbereich verfahrbar sind, mit: einer Elektrodeneinrichtung, einem LC-Netzwerk das mit der Elektrodeneinrichtung gekoppelt ist, einem Referenzsystem das indikativ ist, für Abhängigkeiten zwischen der Kapazität der Elektrodeneinrichtung und verschiedenen Systemstellzuständen, einer Stelleinrichtung zur Beeinflussung des LC-Netzwerkes nach Maßgabe des
Referenzsystems derart, dass die Beaufschlagung der Elektrodeneinrichtung auf den momentanen System-Stellzustand hinreichend abgestimmt ist, und einer Auswertungsschaltung zur Auswertung des Betriebs des LC-Netzwerkes, und hierauf basierenden Generierung eines Auswertungsresultates.
Die Auswertungsschaltung kann mit einem Mischer ausgestattet sein, über welchen die am LC-Netzwerk anliegende Frequenz mit der Frequenz eines Mischoszillators gemischt wird.
Die Mischfrequenz kann nach Maßgabe der Dynamik der Bewegtkomponenten variiert werden. Die Auswertungsschaltung kann derart ausgebildet sein, dass diese eine Extraktion von Signalen die als solche nicht durch den Systemstellzustand veranlasst sind nach Beimischung der Mischfrequenz erfolgt.
Es ist möglich, einen kapazitiv sensitiven Oszillator direkt (z.B. direkter Anschluss an das Metallische Objekt) oder indirekt (Aufbringung eines leitenden Gegenstandes) an das bewegliche Objekt anzukoppeln. Der Oszillators ist vorzugsweise so gestaltet, dass er über einen weiten Bereich an das Objekt bzw. an unterschiedlichste Objekte anpassbar ist, so dass ein hoher Dynamikbereich erzielt wird und stellvorgangsbedingte Änderungen des Objekts kompensiert werden können.
Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung ist es möglich das Schaltungssystem so aufzubauen und zu konfigurieren, dass zwischen zwei Detektionsverfahren umgeschaltet werden kann (PLL- und Frequenzanalyseverfahren). Dadurch ist eine schnelle Kompensation der Bewegung des Objekts möglich und die ständige Detektierbarkeit von außergewöhnlichen Vorfällen (z.B. Annäherung eines Menschen) möglich.
Die erfindungsgemäße Lösung
Ein redundant arbeitendes Sensorsystem nach einem kapazitiv/resistiven Prinzip sorgt für eine sichere Kontrolle der Schließ- und Öffnungsvorgänge von Heckklappen und Heckdeckeln, Kofferraumdeckeln, automatisch öffnenden Türen usw. Dabei werden sowohl die Schließkanten und sonstigen Gefahrenbereiche eines Kofferraums als auch die bewegten Fahrzeugteile (Deckel) mit elektrischen Wechselfeldern beaufschlagt. Deren Frequenz- oder Pegeländerung wird im Zusammenhang mit einem Öffnungs- oder Schließvorgang analysiert, Behinderungen der Vorgänge können ermittelt werden und führen zum Anhalten oder Reversieren der Bewegung. Bei geöffneter Heckklappe kann eine sich annähernde Person rechtzeitig gewarnt werden, um z.B. Kopfverletzungen durch Anstoßen zu verhindern. Der Schließvorgang kann durch eine bestimmbare Geste eingeleitet werden, sodass Schalter zum Schließen entfallen können, was sich kostengünstig auf die Konstruktion auswirkt. Die Erfindung verwendet gleichzeitig Verfahren der Frequenzänderung und der Pegelmessung. Letztere soll auch dazu dienen zu verhindern, dass eine sich automatisch öffnende Heckklappe gegen ein anderes Fahrzeug oder gegen eine Garagendecke stößt. Hilfsweise können hierfür auch Ultraschall, Infrarot oder andere Phasenmessverfahren etc. verwendet werden.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt: Figuren 1a, 1b zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erfassungselektrodeneinrichtung als Schnittbild;
Figuren 2a, 2b zeigen eine weitere Anordnung, wobei das Sensorelement SD ringförmig entlang der Heckklappen-Schließkanten eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist;
Figur 3 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung weiterer Einzelheiten der Erfindung;
Figur 4 ebenfalls eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung weiterer Einzelheiten der Erfindung;
Figur 5 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung eines, einen Multiplexer umfassenden Schaltungsaufbaus;
Figur 6 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung eines Signalpegelverlaufs;
Figur 7 eine weitere Schemadarstellung zur Veranschaulichung eines, erfindungsgemäßen Schaltungsaufbaus;
Figur 8 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung eines, weiteren Schaltungsaufbaus;
Figur 9 eine Skizze zur Veranschaulichung der Unterbringung einer erfindungsgemäßen Schaltung in einem ASIC. Die Figuren 1a und 1b veranschaulichen eine erste beispielhafte Ausführungsform der Erfindung. Die Schließkantendichtung SD eines Heckdeckels ist hier so gestaltet, dass sich in ihr über die gesamte Länge verschiedene Zonen unterschiedlicher Leitfähigkeit befinden. Nichtleitendes Material umschließt dabei immer leitende Zonen. Ein gewisser elektrischer Widerstand des leitenden Materials RM ist dabei vorteilhaft. Dazu können unterschiedlich leitende und nichtleitende Gummimischungen und/oder Kunststoffe verwendet werden, die dauerhaft miteinander verbunden sind. Wenn eine Dichtungsfunktion unerwünscht ist, kann diese auch entfallen.
Die äußerste leitende Zone befindet sich im Zentrum von SD und bildet den eigentlichen Näherungssensor NS. Ihn umgeben von einem dielektrischen, nichtleitenden Material getrennt (Dielektrikum) Zonen, die als richtungsgebende Shielde arbeiten sollen, Sl und SA. Diese sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, wannenförmig um das eigentliche Sensorelement NS angeordnet. Nach außen hin befindet sich ein sogenanntes Signalpegelabstrahlelement PG, das es gestattet, elektrische Wechselfelder vom Fahrzeug weg in den Raum oder gegen Erde (EG) abzustrahlen.
Fig. 1b zeigt die Ausprägung der Wechselfelder, wo bei E1 durch Variation der Shieldpegel (Shield) über P1 es möglich ist, den sensitiven Annäherungsbereich (Detektionsbereich) in Richtung der Deckelschließkante zu lenken. E2 wird mit erhöhtem Pegel mit Hilfe von SA nach außen (vom Fahrzeug weg) abgestrahlt.
Fig. 2a zeigt eine weitere Anordnung, wobei das Sensorelement SD ringförmig entlang der Schließkanten eines Kraftfahrzeuges (Heckbereich) angeordnet ist. Ein erster einfacher Oszillator OszSens (vergl. Fig.7) erzeugt eine Frequenz von beispielsweise 200 kHz. Er wird an mehreren Punkten der Sensoreinrichtung zugefügt und zwar dergestalt, dass das innere Sensorelement NS auf kapazitive Veränderungen reagieren kann (E1) während das äußere Abstrahlelement PG das Frequenzsignal mit einem erhöhten Pegel ausgeben kann (E2). Da das Sensorelement aus leitendem Gummi oder Polymer besteht, hat es einen gewissen Widerstand. Dies ist sinnvoll und vorteilhaft, um die aus dem Generator entstehenden Oberwellen zu filtern und eine EMV-gerechte Arbeitsweise zu gewährleisten. Außerdem gestattet das resistive Material noch weitere erfindungsgemäße Vorteile, wie z.B. die Feststellung der Position eindringender Gliedmaßen usw. Bei Annäherung menschlicher Gliedmassen an das Sensorelement SD bringen diese eine zusätzliche Kapazität über NS ein, was die Frequenz des ersten Oszillators entsprechend absinken lässt. Eine Annäherung an NS lässt sich z.B. aus 20 cm Entfernung feststellen.
Im Heckdeckel (Fig. 2a) befinden sich Sensorpunkte MP1, MP2 und Ref, die einer Pegelmesseinrichtung zugeführt werden. Diese ist in der Lage, den Signalpegel der abgestrahlten Frequenz zu messen und an eine Auswerteeinheit weiterzuleiten. Außerdem sind diese Messpunkte in der Lage, zusätzliche Pegel festzustellen, die z.B. von sich herannähernden Personen mit deren Gliedmaßen eingebracht werden, und vom eigentlichen Bewegungsvorgang zu unterscheiden, da der Pegel bei Annäherung von Gliedmaßen übermäßig und nachweisbar erhöht wird. Dazu ist es notwendig, dass eine sich nähernde Person mit dem Signalpegel beaufschlagt wird. Dies ist eine der Aufgaben des Abstrahlelementes PG, das mit Hilfe der Shieldelektrode SA ein elektrisches Wechselfeld nach außen in Richtung der betreffenden Person aussendet (Fig. 2b). Es ist möglich, im Heckdeckel einen Pegelmesspunkt als Referenzpunkt (Ref) einzurichten, um sicherzustellen, dass überhaupt ein Signalpegel erfasst wird und der Sensor einwandfrei arbeitet. An diesem Referenzpunkt kann auch die Position der Heckklappe ermittelt werden, die zu jedem Zeitpunkt einem bestimmten Pegelwert entsprechen muss.
Wie aus Figur 3 ersichtlich, sind die Messpunkte so angeordnet, dass bei einem ordnungsgemäßen Schließen oder Öffnen der Heckklappe an allen Punkten eine gleichmäßige Pegeländerung stattfindet.
Sollte an einer Stelle ein leitendes Objekt, z.B. ein Mensch sein, so nimmt dieser den von der Schließkantendichtung abgestrahlten Frequenzpegel E2 auf und führt ihn (u.a.) an den naheliegendsten Messpunkt weiter, was zu einem erhöhten Pegel an dieser Stelle führt (vgl. Fig. 2b). Dies wird festgestellt und die Heckklappe wird gestoppt bzw. der Schließ- oder Öffnungsvorgang kann reversiert werden. Da eine Einklemmgefahr in besonderem Maße gegeben ist, wenn sich der Heckdeckel der Schließkante (und damit der erfindungsgemäßen Sensordichtung) nähert, wirkt hier die redundante Arbeitsweise der Erfindung, da beim Einbringen von Gliedmaßen über NS eine Frequenzänderung und durch die Messpunkte im Heckdeckel eine PegelVQuotientenänderung messbar wird. Stellvorgangsbedingte
Kapazitätsänderungen können durch die ebenfalls stellvorgangsbedingten Pegeländerungen kompensiert werden.
Befindet sich ein erfindungsgemäß ausgestattetes Fahrzeug in der Nähe eines anderen Fahrzeugs, so kann beim Öffnungsvorgang festgestellt werden, ob der Pegel E2 etwa von diesem aufgenommen und an die Heckklappe weitergegeben wird (Fig. 4). Somit wird verhindert, dass die Heckklappe unter Umständen gegen das Fahrzeug anschlägt. Es kann auch verwendet werden, wenn sich die Heckklappe weit öffnet und die Gefahr besteht, dass sie an die Garagenwand oder Decke anschlägt. Hierzu muss an der Gefahrenstelle ein leitender Streifen (Alufolie etc.) angebracht werden, damit eine sogenannte Pegelbrücke entsteht. Öffnet sich die Klappe, so wird abgestrahlte Energie von einem Punkt an die Wand oder Garagendecke abgegeben. Nähert sich die Heckklappe nun dem Folienstreifen, so wird der Pegel an beiden Punkten verstärkt erzeugt. Es ist ebenfalls möglich, dass z.B. einer der relevanten Sensorpunkte (z.B. MP2) kurzzeitig durch einen Generator PG2 mit einem Signal E3 beaufschlagt wird und somit selbst zum Abstrahlpunkt wird, während der andere Sensorpunkt MP1 als der gegenüberliegende für die Pegelmessung verwendet wird. Bei Bewegung in einem normalen Dielektrikum wird sich der Pegel nicht ändern. Bei Annäherung an eine Metallfläche (oder an einen Menschen) wird eine kapazitive Brücke geschlossen. Der Pegel erhöht sich am Messpunkt, was zur Abschaltung führt (oder Reversion der Heckklappe). Fig. 5 zeigt ein entsprechendes Blockschaltbild der Elektronik. Verhalten bei nicht-leitenden Objekten im Schließbereich
Es ist möglich, dass in den Bereich der Schließkanten oder des Öffnungsradius' Gegenstände hingelangen, die nichtleitend sind und somit keine Kapazitäts- oder Pegeländerung hervorrufen können. Hierfür ist der in der Klappe eingebaute Referenzpunkt Ref von besonderer Bedeutung. Er erlaubt zu jeder Zeit der Bewegung, eine Änderung des Pegels festzustellen. Sollte keine Änderung feststellbar sein, ist dies ein Nachweis dafür, dass keine Bewegung mehr erfolgt und die Heckklappe bzw. der Kofferraumdeckel von einem nichtleitenden Objekt in irgendeiner Weise festgehalten wurde (Einklemmsituation). Um wetterbedingte Pegeländerungen auszuschließen, können die an dem Heckdeckel angebrachten mehreren Sensorpunkte auch untereinander abwechselnd als Referenz dienen und so einen Quotienten bilden, der für jede Stellung der sich öffnenden oder schließenden Klappe einen einzigen, wetterunabhängigen Wert liefert. Ist keine Änderung zwischen zwei aufeinander folgenden Pegelmessungen feststellbar, so ist die Klappe durch mechanische Einwirkung angehalten worden. Dies kann auch geschehen, wenn der Schließvorgang ordnungsgemäß abgeschlossen war oder der Öffnungsvorgang seine Endposition erreicht hat und die Klappe sich nicht weiter bewegen kann (Fig.6). Dies ist vorteilhaft, wenn diese Punkte in einer Auswerteeinrichtung dazu führen, dass der Antrieb der Heckklappe abgeschaltet wird. Endschalter können somit entfallen. Während des Schließ- oder Öffnungsvorganges hindernde Elemente führen dazu, dass die Klappe ihre Bewegung nicht weiter fortsetzen kann, was den Motor normalerweise dazu veranlassen würde, über seine Übersetzung Kräfte aufzubauen, die zu einer Beschädigung oder Zerstörung von Gegenständen führen kann. Dies soll durch die Referenzpegel verhindert werden, die dann keine Änderung mehr zeigen, was ein sicheres Indiz dafür ist, dass ein nichtleitender Gegenstand eingeklemmt wurde. Ein leitender Gegenstand wird im Vorfeld als solcher erkannt, sodass ein Einklemmen hier nicht möglich ist. Dies gilt insbesondere für menschliche Gliedmaßen.
Die Abstrahlung des Sensorpegels E2 vom Generator PG kann auch über eine Elektrode EG gegen den Boden (Erde = Ground) erfolgen. Ähnlich wie beim Blitzschlag entsteht im Boden eine Trichterspannung, die eine sich heranπähernde Person mit den Füßen aufnimmt und mit den Gliedmaßen oder dem Kopf an sich an die bewegende Heckklappe weitergeben kann. Wird sie dort festgestellt, ist das ein sicherer Nachweis dafür, dass sich die Person in einer Gefahrensituation befindet. Das Dach kann angehalten oder reversiert werden. Es ist im Vorfeld möglich, die Person durch ein akustisches Signal zu warnen. Dies ist sinnvoll, wenn die Person z.B. Gegenstände in das Fahrzeug transportiert, die ihre Sicht verdecken und die Gefahr besteht, dass sie sich den Kopf an der Heckklappe anschlagen kann, was durch einen Warnton verhindert werden könnte. Dieser Ton kann auch einen Fahrer informieren, dass z.B. ein Kind sich (z.B. vom Fahrer unbemerkt) vor der sich öffnenden Heckklappe befindet. Um ein Pegelsignal einwandfrei identifizieren zu können ist es auch möglich, dieses mit Daten oder Frequenzen zu modulieren. Dies erscheint sinnvoll, um Störungen entgegenzuwirken.
Beispielhafte Schaltungsausiegung
Fig. 7 zeigt eine Schaltung, die im wesentlichen aus einem Oszillator OszSens besteht, der aus einem Inverter (Schmitt-Trigger) gebildet wurde (RC-Oszi Ilator). Der Kondensator CS bildet dabei mit Hilfe des Widerstandes RS die Grundfrequenz. Über einen elektronischen Schalter S1 ist diese Schaltung mit dem Sensorelement NS der Schließkantendichtung verbunden (E1). Gleichzeitig sind einstellbare Shieldpuffer (Sl, SA) mit den beiden Shielden verbunden. Die Einstellung geschieht beispielsweise über ein digitales Potentiometer (P1). Der Ausgang des Oszillators OszSens ist über den Schalter S2 zum einen mit einer Mischstufe (X) und zum anderen mit einer Pegelerhöhungseinrichtung, z.B ein Serienresonanzkreis SR verbunden, dessen Ausgang (E2) an die Außenabstrahleinrichtung PG des Sensorelementes geführt ist. Ein Referenzoszillator OszRef bildet einen weiteren Part der Sensoreinrichtung. Sein Ausgang ist ebenfalls mit der Mischstufe X (z.B XOR) verbunden. An deren Ausgang befindet sich ein Tiefpass TP, der nur den Betrag der Mischfrequenz von beiden Oszillatoren ausgeben kann.
Sind beide Oszillatoren gleich eingestellt, so ist die Mischfrequenz null. Beim Einbringen von Gliedmaßen reduziert sich die Frequenz von OszSens durch die zusätzliche Kapazität, was zu Folge hat, das die Mischfrequenz nach TP dem Änderungswert entsprechend ansteigt.
Über einen Komparator oder Schmitt-Trigger kann das Signal des Tiefpasses einer Auswerteeinheit (z.B. MikroController) zugeführt werden. Diese ist auch in der Lage, über D/A-Wandler oder digitale Signale sowie interne Oszillatoren (z.B. PWM) eigene Referenzfrequenzen zu erzeugen oder die Frequenzen der anderen Oszillatoren zu verstellen (VCO-Prinzip). Dies ist sinnvoll, um einen automatischen Abgleich (Null- Abgleich) durchzuführen. Dazu müssen die Widerstände RS des Sensoroszillators OszSens und des Mischreferenzoszillators OszRef (RR) elektrisch verstellbar sein. Hierzu eignen sich digitale Potis oder Halbleitermaterialien, deren Widerstand z.B. durch Spannung/Strom, Licht oder Magnetismus verändert werden kann. Des weiteren sind in dem beweglichen Heckdeckel (Fig. 2a) Sensorpunkte angebracht (MP1, Ref, MP2 usw.), die von einem Sequenzer, Multiplexer oder MikroController gemultiplext (M)1 ein Signal aufnehmen und an einen Verstärker V weiterleiten können (vergl. Fig. 5). Dort werden sie verstärkt und der Pegel wird gleichgerichtet, sein Wert gemessen und über einen ADC der Auswerteinrichtung (z.B. MikroController) zugeführt. Ein geeignetes Programm kann dort feststellen, ob die Pegeländerung einem Schließ- oder Öffnungsvorgang entspricht. Dies ist der Fall, wenn sie mindestens an den zwei Außenpunkten (MP1, MP2) die gleichen Werte aufweist; der Quotient ist dann 1.
Sollten von leitenden Gegenständen oder Personen Pegel E2 oder E3 in der Nähe eines Messpunktes eingebracht werden, so ist eine Differenz feststellbar (Quotient <> 1). Es kann daraufhin der Deckelantriebsmotor angehalten oder reversiert werden. Es ist daher sinnvoll, den gleichen Controller auch für die Steuerung des für die Klappen/Deckelbewegung notwendigen Motors (Elektromotor, Kompressor etc.) zu verwenden. Ferner ist es möglich, an den Eingang des Controllers mindestens eine Taste anzulegen, die das Öffnen und Schließen gestattet. Eine (z.B serielle) Datenzuführung erlaubt es Datenfunkempfänger (z.B. Bluetooth, WLAN etc.) oder andere Fernsteuerempfänger anzuschalten, um z.B. eine Heckklappe auch aus der Entfernung ferngesteuert (z.B. mit dem Handy, Funkschlüssel etc.) öffnen und schließen zu können. Beispielhafte Gestaltungsmöglichkeiten der Erfindung
Die anliegenden Signalpegel können auch absolut gemessen und mit einer gespeicherten Kennlinie verglichen werden.
Die Erfindung kann auch als Ergänzung zu herkömmlichen taktilen oder anderen Klemmschutzeinrichtungen verwendet werden oder diese ganz ersetzen. Dazu kann in der Nähe der Gefahrenstelle(n) z.B. mindestens ein mehrschichtiger Klebestreifen (z.B. Polymer) und/oder mehrschichtiger zum Teil resistiver Farbauftrag aufgebracht werden, deren Schichten entsprechend angeordnet das erfindungsgemäße Sensorelement SD bilden (Fig.8). Auch Carbonfasern (Kohlefasern) eignen sich als Sensorelement. Die leitenden und nichtleitenden Schichten können wie in Fig. 1 oder ähnlich angeordnet sein.
Als Abstrahlelektrode gegen Erde EG kann beispielsweise eine dünne Metallfolie (z.B. Kupfer) verwendet werden, die isoliert z.B. unter dem Fahrzeug angebracht ist.
Es ist möglich, einen bestimmbaren Bereich einer geöffneten Heckklappe für einen „virtuellen Schließbefehl" zu verwenden, wenn an dieser Stelle ein durch menschliche Gliedmaßen eingebrachter Signalpegel (in Relation zu den anderen Messpunkten) festgestellt wird. Dort könnte ein Sticker mit der Aufschrift „hier schließen" etc. angebracht sein. Wird eine Hand in dessen unmittelbare Nähe gebracht, so kann dies erfindungsgemäß festgestellt und der Schießvorgang eingeleitet werden.
Die Detektionsrichtung von NS kann mittels Steuerung der Shielde (Sl und SA) der sich während eines Schließvorgangs ändernden Gefahrensituation entsprechend vorteilhaft verändert werden.
An Decken geführte Heizungs- bzw. Lüftungsschächte können z.B. in Tiefgaragen mit einem Pegel (ähnl. E3) durch einen externen Generator beaufschlagt werden, um zu verhindern, das dort Heckklappen anschlagen und dadurch Beschädigungen hervorgerufen werden. Eine mit Signalpegel beaufschlagte Folie kann im Kofferraum (o. Ladefläche) mitgeführte Tiere (z.B.) Hunde vor Verletzungen schützen, wenn sich Klappen schließen und das Tier z.B. entweichen will.
Da das verwendete resitive Material RWI entlang seiner Ausprägung einem immer höheren Widerstand entspricht, kann dieser z.B. als Spannungsteiler wirkend vorteilhaft an bestimmbaren Stellen mehr Signalpegel abgeben als an anderen. Dies gilt insbesondere auch für das Abstrahlelement E2. Der nachzuweisende Spannungsabfall kann bei Schließ- bzw. Öffnungsvorgängen auch Hinweise auf die Heckklappenposition geben und für die redundante Arbeitsweise der Erfindung herangezogen werden.
Die Sensorelektronik für SD und die Pegelmessung können in einem integrierten Baustein (z.B. ASIC) untergebracht werden (Fig.9) oder als Polymerelektronik direkt z.B. auf eine erfindungsgemäße Sensorfolie aufgedruckt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Detektionssystem mit:
- einer Modulationseinrichtung zur Generierung einer Wechselspannung die als solche zwischen einem ersten Ausgang und einem zweiten Ausgang der Modulationseinrichtung anliegt,
- einer Feldbereitungsstruktur die mit einem der Ausgänge gekoppelt ist, zur Generierung eines räumlich ausgedehnten Anregungsfeldes, und
- einer Erfassungseinrichtung mit einer Erfassungselektrodenstruktur zur Erfassung eines feldelektrischen Effekts in einem sich entlang der Elektrodenstruktur erstreckenden Detektionsbereich,
- wobei die Feldbereitungsstruktur und die Erfassungselektrodenstruktur in Nachbarschaft zueinander angeordnet sind und die Erfassungselektrodenstruktur und die Feldbereitungsstruktur voneinander weitgehend derart abgeschirmt sind dass im Wege einer Überbrückungswirkung zwischen dem Anregungsfeld und dem Detektionsbereich durch ein zu detektierendes Objekt, in die Erfassungselektrodenstruktur ein als präsenzindikativ klassifizierbares Spannungsereignis einkoppelbar ist.
2. Detektionssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Feldbereitungselektrodenstruktur und die Erfassungselektrodenstruktur im Schließspaltbereich eines Kofferraumdeckels angeordnet sind.
3. Detektionssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldbereitungselektrodenstruktur und die Erfassungselektrodenstruktur in eine Dichtungseinrichtung eingebunden sind.
4. Detektionssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldbereitungselektrodenstruktur und die Erfassungselektrodenstruktur aus einem leitfähigen Kunststoffmaterial gefertigt sind.
5. Dθtektionssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmungsstruktur an die Modulationseinrichtung derart angekoppelt ist, dass an diese eine hinsichtlich Phasenlage und Spannungsabstand gegenüber der Erfassungselektrodenstruktur und/oder der Feldbereitungsstruktur modulierte Spannung anlegbar ist.
6. Detektionssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Gestalt des Detektionsbereiches und/oder des Anregungsfeldes über den Abstand der an diesen Elektrodensystemen anliegenden Spannungen gestaltet, insbesondere variiert wird.
7. Detektionssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungselektrodenstruktur und/oder der Feldbereitungselektrodenstruktur mehrere Abschirmelektroden zugeordnet sind und dass durch Abstimmung des Abstandes der Spannungen an den jeweiligen Abschirmelektroden die Gestalt, und/oder die Ausrichtung des Anregungs- oder Detektionsbereiches variiert wird.
8. Kofferraumdeckeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem innerhalb eines Kofferraumdeckelbahnraumes verlagerbaren Kofferraumdeckel, einem Bewegungsmechanismus zur Führung des Kofferraumdeckels in jenem Kofferraumdeckelbahnraum und einem Detetektionssystem der vorgenannten Art, wobei im Falle eines seitens des Detektionssystems erfassten und als gefährdungsrelevant zu klassifizierten Präsenzzustands eines Objektes der Bewegungsmechanismus in einen Betriebszustand verbracht wird in welchem ein Verletzungsrisiko infolge der Bewegung des Kofferraumdeckels vermieden, oder abgesenkt ist.
9. Verfahren zur Detektion der Annäherung eines vitalen Objektes an Bewegtkomponenten bei welchen kontinuierlich, oder in hinreichend kleinen Zeitabständen durch eine Annäherung des vitalen Objektes an die Bewegtkomponentθ geprägte Näherungszustände auf Grundlage feldelektrischer Wechselwirkungseffekte erfasst werden, wobei anhand abfolgend erfasster Näherungszustände die Dynamik der Näherungszustandsänderung ermittelt wird und anhand einer Korrelation der der Dynamik der Näherungszustandsänderung mit einer durch die Bewegung der Bewegtkomponente geprägten Referenzdynamik der Näherungszustand klassifiziert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass über die Referenzdynamik nicht-lineare Zusammenhänge der Änderung der Sensorsignale und der Bewegung der Bewegtkomponenten kompensiert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass über die Referenzdynamik zulässige der Änderung der Sensorsignale durch Wechselwirkung mit stationären Nachbarschaftssystemen kompensiert werden.
12. System zur Erfassung der Annäherung vitaler Objekte an Bewegtkomponenten die als solche in einem Stellbereich verfahrbar sind, mit: einer Elektrodeneinrichtung, einem LC-Netzwerk das mit der Elektrodeneinrichtung gekoppelt ist, einem Referenzsystem das indikativ ist, für Abhängigkeiten zwischen der Kapazität der Elektrodeneinrichtung und verschiedenen Systemstellzuständen, einer Stelleinrichtung zur Beeinflussung des LC-Netzwerkes nach Maßgabe des
Referenzsystems derart, dass die Beaufschlagung der Elektrodeneinrichtung auf den momentanen System-Stellzustand hinreichend abgestimmt ist, und einer Auswertungsschaltung zur Auswertung des Betriebs des LC-Netzwerkes, und hierauf basierenden Generierung eines Auswertungsresultates.
13. System nach Anspruch 12, wobei die Auswertungsschaltung einen Mischer umfasst über welchen die am LC-Netzwerk anliegende Frequenz mit der Frequenz eines Mischoszillators gemischt wird.
14. System nach Anspruch 13, wobei die Mischfrequenz nach Maßgabe der Dynamik der Bewegtkomponenten variiert wird, und dass die Auswertungsschaltung derart ausgebildet ist, dass diese eine Extraktion von Signalen die als solche nicht durch den Systemstellzustand veranlasst sind nach Beimischung der Mischfrequenz erfolgt.
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